[发明专利]一种制备沟槽半导体功率器件的方法

权利要求书

1.一种制备沟槽半导体功率器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用沟槽掩模对N型衬底10上的P型外延层200上进行侵蚀而形成多个沟槽(300)；

(2)然后通过热生长的方式在沟槽内侧壁形成一层薄的栅极氧化层并填以多晶硅，接着清除掉离外延层表面下0.2um至0.6um的多晶硅和氧化层，再采用积淀方式对沟槽顶部侧壁形成一PSG氧化层，并通过高温扩散作业使PSG氧化层内的N型掺杂剂被推进扩散到外延层中形成N型源区202；

(3)在外延层表面沉积层间介质503，再利用接触孔掩模，对层间介质进行侵蚀，在层间介质中形成开孔，并注入N型掺杂剂形成N型源区203，之后对外延层表面进行侵蚀形成接触孔沟槽，并对接触孔沟槽进行金属插塞填充；

(4)在器件的上表面沉积金属层507，利用金属掩模进行金属侵蚀，形成源区金属垫层(508)和栅极连线(509)和终端区场板(510)，然后把完成前道工序的衬底10研磨其背面至所需厚度10um至150um，最后在硅片的背表面沉积多层金属层而形成背面电极。

2.根据权利要求1所述的沟槽半导体功率器件的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：

a、在外延层的上面形成氧化层，在氧化层上积淀光刻涂层1000，再通过沟槽掩模暴露出部分氧化层，对暴露出的部分氧化层进行干蚀，直至暴露出外延层，形成在氧化层上的多个沟槽掩模开孔，然后清除掉光刻涂层；

b、通过对外延层刻蚀形成沟槽300，该沟槽延伸至外延层中，对沟槽进行牺牲性氧化，然后向外延层注入N型掺杂剂(磷或砷，剂量为1e12/cm³至1e14/cm³)，调节注入N型掺杂剂的能量使沟槽底部有被注入，外延层表面和沟槽侧壁没有被注入，之后清除掉所有氧化层；

c、采用积淀或热生长方式形成氧化层，接着用侵蚀方法，在沟槽底部留下一层氧化层301，厚度为0.1um至0.4um；

d、以上步骤c可改为：采用积淀或热生长方式形成氧化层，再在沟槽中沉积N型高掺杂剂的多晶硅，用侵蚀方法去除部分氧化层和多晶硅，在沟槽底部留下一层氧化层和多晶硅，再采用积淀或热生长方式在沟槽底部的多晶硅上形成氧化层，再用侵蚀方法，把在沟槽侧壁的氧化层清除掉，只在沟槽底部留下一被氧化层围起来的多晶硅垂直场板，这场板最后被连接至源区金属电极上，在沟槽内底部的场板与其上多晶硅栅极被氧化层隔离。

3.根据权利要求2所述的一种制备沟槽半导体功率器件的方法，其特征在于，在步骤b中，所述的沟槽300的宽度不是全都一样，终端区处至少有一条沟槽303A连续地把有源区围起来，其中在有源区的沟槽宽度范围是0.15um至1.5um，终端区的沟槽宽度与有源区的沟槽宽度不一样；终端区的沟槽宽度比有源区的沟槽宽度窄，例如有源区的沟槽宽度为0.2um，终端区的沟槽宽度为0.15um。

4.根据权利要求2所述的一种制备沟槽半导体功率器件的方法，其特征在于，在步骤b中，所述的沟槽300的深度不是全都一样，终端区处至少有一条沟槽303A连续地把有源区围起来，其中在有源区的沟槽深度范围是0.6um至5.0um，终端区的沟槽深度与有源区的沟槽深度不一样；终端区的沟槽深度比有源区的沟槽深度浅，例如有源区的沟槽深度为0.8um，终端区的沟槽深度为0.6um。

5.根据权利要求2所述的一种制备沟槽半导体功率器件的方法，其特征在于，在步骤b中，所述的沟槽300的宽度不是全都一样，终端区处至少有一条沟槽303A连续地把有源区围起来，其中在有源区的沟槽宽度范围是0.15um至1.5um，终端区的沟槽宽度比有源区的沟槽宽度宽，例如有源区的沟槽宽度为0.2um，终端区的沟槽宽度为0.8um。

6.根据权利要求2所述的一种制备沟槽半导体功率器件的方法，其特征在于，在步骤b中，所述的沟槽300的宽度不是全都一样，终端区处至少有二条沟槽303A和303B连续地把有源区围起来，其中在有源区中的沟槽与沟槽的距离范围是0.8um至3.0um，终端区的沟槽与沟槽的距离比有源区的沟槽与沟槽的距离窄，例如有源区的沟槽与沟槽的距离是1.0um，终端区的沟槽与沟槽的距离是0.18um。